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理论力学中动力学问题的演变与创新思维训练探究

2017-03-15蒋鹏书语

知音励志·社科版 2017年1期
关键词:理论力学演变创新思维

摘 要文章立足于理论力学的角度,对理论力学中动力学问题进行分析,着重分析了动力学问题的演变,并在这个过程中培养学生的创新思维,进而有效提高学生的创新能力。

【关键词】理论力学;动力学;演变;创新思维

在工科大学课程中,理论力学是一门基础性课程。理论力学具有理论成熟、内容丰富、逻辑性强的主要特点。同时,理论力学的应用范围也比较广。在古代器皿的制作,到现代的体育运动项目,都涵盖理论力学的重要内容。所以,理论力学能够更好的培养学生的创新意识,对学生进行创新思维训练。

1 关于动力学问题的演变

在理论力学的教学过程中,力学知识会发生千变万化,但是,无论题型怎么变,根本的宗旨并不会发生变化。

教师在教学过程中,应该让学生多多观察理论力学问题中的共性特征,并能够让学生抓住问题的本质特征,对理论力学问题的内在聯系进行把握。在这个过程中,能够让学生更好的把握理论力学问题的演变规律,进而能够将深奥的力学理论变得简单通俗。在理论力学的学习过程中,只要把握住其演变的规律,就能够掌握多种习题的解题思路,并能够将力学理论应用到实际生活中。

对理论力学中动力学问题的解答,需要注意的是,动力学问题往往与刚体的质量分布也有一定的关联。在动力学问题的演变中,会出现刚体平动、定轴转动的方式。

例1:如图1所示,a图中的物体有一定的光滑圆槽,将这个物体置于水平面上,B是一个支点;在b图中,物体的质量参数与a图中的相同,在这个过程中,不考虑OB杆的质量。O和A的运动规律一样,当O不在平动,而是沿着OA进行定轴的转动,就会出现c图中的双摆现象。进而演变为d、e两幅图中的系统。

在理论力学中动力学问题的演变中,我们能够发现,很多动力学问题之间是存在一定的内在联系的,发现力学问题的共同点,能够加强学生对这类问题的解决,也就培养了学生的创新思维,进而有效的提高了学生的创新能力。

2 理论力学中对学生的创新思维的训练

在理论力学中,力学问题有时会发生一定的演变,但是,只要抓住中心内容,就能很好的解决力学问题。在这个过程中,教师应该对学生进行创新思维的训练,让学生利用自身的创新思维来解决实际问题,并研究出更有价值的新科技。例2:图2中,OA是一条光滑的铰链,A是均质圆轮,将A静止放置,A做平动,所以,将A进行替换,替换A的BC是与A质量相同的均质杆。此时,图中A是BC的中点。那么b图中与a图中等价。

实际上,在刚体的质量相同的情况下,当BC的质心为A,BC的形状怎样发生变化,两者之间都会存在动力学的等价关系。这就是理论力学的动力学观点。

例3:在下图c中,O是质点,B也是质点,且两者的质量相等,为m。将质点O和B之间利用刚性直杆进行连接,且这条直杆不计质量,直杆的长度为l。在运动开始知识,θ的大小为0,且O点在坐标原点的位置,运动速度也为0,质点B的速度是vj。求出之后系统的运动。

在上述问题中,a图中的薄方盘,在最初的时候会与质心O守恒,遵循能量守恒定律,最初保持静止状态,所以能够作平动,将其利用质点O进行替代,且质点O与其质量相同,并位于质心。在运动的过程中,O和B之间的距离为R,且这个距离始终保持不变,所以能够利用l将两点进行连接。所以,a图中的物体经过等价演变会变为b图。此时,薄方盘和B的质量等价,那么就会进一步进行演变,最终如c图所示。在这个过程中,质心坐标会沿着x的方向守恒,且质心速度会沿着y的方向守恒。

在力学问题的演变中,会对力学理论进行体现,反之,理论力学的问题也需要在实际的力学问题中反映出来。在这个过程中,学生对理论力学的演变规律进行把握,就能够把握力学问题与理论之间的联系,也就帮助学生揭示了理论力学中力学问题的演变规律,加强了学生对理论力学问题的理解,提高了学生的创新思维能力。

3 结语

综上,文章基于理论力学的角度,对理论力学中的动力学问题的演变进行了深入探究。发现力学问题之间具有共同性,只有把握理论力学的演变规律,才能够更好的解决实际的力学问题,在这个过程中,学生会觉得理论力学问题不像自己想象中那样复杂,力学习题也并不难做。久而久之,学生的学习思想就得到了活跃,学生的学习兴趣提高,促进学生创新思维的增强,提高了学生的创新能力。

参考文献

[1]宋海珍,张鸿军,卢成.基于Maple软件的理论力学可视化教学探索[J].实验技术与管理,2012(01):93-95+133.

[2]韩宪军,王钦亭,蔺海晓.“理论力学”教学改革与实践研究[J].中国电力教育,2012(17):66-67+69.

[3]邢利英,王新征.工科理论力学教学改革与实践[J].南阳师范学院学报,2010(03):107-109.

作者简介

蒋鹏书语(1995-),男,湖南省永州市人。 现为邵阳学院2014级物理专业就读学生。

作者单位

邵阳学院 湖南省邵阳市 422000

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